¿Qué causa una tormenta eléctrica?

Las tormentas eléctricas o tormentas eléctricas normalmente están formadas por nubes cumulonimbus en latitudes medias. Por lo general, se acompaña de fuertes lluvias, vientos fuertes, piedras de granizo y, a veces, ninguna precipitación. Las tormentas fuertes pueden formar tornados y chorros de agua.

Veamos en detalle la ciencia detrás de la formación de tormentas eléctricas. Hay tres etapas en la vida de una tormenta, a saber:

  1. Etapa del cúmulo: esta es la etapa inicial de una tormenta eléctrica. El aire caliente es menos denso que el aire frío y tiende a elevarse hacia arriba. Esto puede suceder cuando hay una corriente térmica de aire debido al calentamiento de la superficie de la tierra, donde el aire frío y el aire caliente convergen y donde hay un aumento de aire caliente debido a la elevación. La humedad transportada hacia arriba por el aire caliente se condensa para formar las nubes cúmulos. El aire caliente tiende a elevarse en una corriente ascendente por convección y esto crea un área local de baja presión dentro y debajo de la tormenta.
  2. Etapa madurada : el aire caliente continúa subiendo a través de la corriente ascendente hasta que alcanza un área de aire más cálido, esto suele ocurrir en la tropopausa. Ahora el aire cálido se extiende y da un yunque en forma de nubes cumulonimbus. A medida que el vapor de agua en el aire caliente se eleva a través de la corriente ascendente, se condensa y cae a medida que llueve, pero si la corriente ascendente es fuerte, las gotas de lluvia se unen en granizo. Incluso cuando la corriente ascendente está presente, la lluvia que cae arrastra el aire circundante haciendo una corriente descendente. Normalmente la corriente descendente se caracteriza por fuertes vientos con lluvia y granizo. Si la cizalladura del viento es menor, la tormenta eléctrica morirá más rápido y si la cizalladura del viento es mayor, las tormentas eléctricas permanecerán vivas durante varias horas.
  3. Etapa de disipación : en esta etapa, la corriente descendente se vuelve predominante y corta la corriente ascendente haciendo que la tormenta se disipe. Las corrientes descendentes más fuertes crean un límite de flujo de salida que hace que la tormenta se disipe más rápido. Esto podría resultar en fuertes vientos a lo largo del límite e intensas lluvias intensas bajo la tormenta.

Las tormentas eléctricas se desarrollan cuando la atmósfera es inestable, es decir, cuando existe aire caliente debajo de un aire mucho más frío. A medida que el aire caliente se eleva, se enfría y se condensa formando pequeñas gotas de agua. Si hay suficiente inestabilidad en el aire, la corriente ascendente de aire caliente es rápida y el vapor de agua formará rápidamente una nube cumulonimbus. Por lo general, estas nubes cumulonimbus pueden formarse en menos de una hora.

A medida que el aire caliente continúa subiendo, las gotas de agua se combinan para crear gotas más grandes que se congelan para formar cristales de hielo. Como resultado de la circulación de aire en las nubes, el agua se congela en la superficie de la gota o el cristal. Eventualmente, las gotas se vuelven demasiado pesadas para ser soportadas por las corrientes de aire y caen como granizo.

Cuando el granizo se mueve dentro de la nube, recoge una carga negativa al frotarse contra cristales de hielo cargados positivamente más pequeños. Se forma una carga negativa en la base de la nube donde se acumula el granizo, mientras que los cristales de hielo más livianos permanecen cerca de la parte superior de la nube y crean una carga positiva.

La carga negativa es atraída hacia la superficie de la Tierra y otras nubes y objetos, y cuando la atracción se vuelve demasiado fuerte, las cargas positivas y negativas se juntan, o se descargan, para equilibrar la diferencia en un relámpago (a veces conocido como un rayo o rayo). La rápida expansión y calentamiento del aire causado por los rayos produce el fuerte trueno que lo acompaña.

Fuente: Trueno y relámpago.

Una tormenta es una tormenta con relámpagos y truenos. Es producido por nubes cumulonimbus, que generalmente causa vientos racheados, fuertes lluvias y granizo.

Los ingredientes básicos utilizados para producir una tormenta son la humedad, el aire inestable y el levantamiento.

Necesitas un aire inestable relativamente cálido que se pueda levantar fácilmente.

Dado que el cambio climático afecta rápidamente a los patrones climáticos, es cada vez más difícil predecir el ataque exacto, la intensidad y la duración.

Gracias. Cortesía de Wikipedia.

Buen artículo de skyinstructor

Condiciones

Hay 4 condiciones que hacen que el infierno se acumule sobre nuestras cabezas:

  • Alto contenido de humedad en el aire.
  • Acción de elevación (convección, turbulencia, frontal, orográfica)
  • Enfriamiento adiabático del aire ascendente.
  • Atmósfera inestable

Etapas de desarrollo

1.- Etapa de desarrollo: comienza con la combinación de las condiciones mencionadas anteriormente, el aire ascendente de la acción de elevación se enfría a medida que aumenta, disminuyendo su capacidad para retener el agua, hasta que finalmente se satura y aparecen las gotas de agua.

2.-Etapa madura: las gotas de agua comienzan a caer al dibujar aire con ellas, a menudo en medio de la nube rodeada por una corriente ascendente fuerte, este aire ascendente actúa como combustible para la tormenta que proporciona nuevas gotas de agua. Las corrientes descendentes en el centro podrían alcanzar 3000ft / min y las corrientes ascendentes circundantes 5000-6000ft / min.

Esta es la etapa más peligrosa de la tormenta. Normalmente nos encontraremos con fenómenos meteorológicos como granizo, hielo, turbulencia, lluvia torrencial, viento y microburbujas.

3.-Etapa de descomposición: una forma de yunque se hace visible como una indicación de la pérdida de equilibrio en la tormenta, pero todavía podemos encontrar lluvias esporádicas, a veces virga y viento.

Las tormentas eléctricas se producen cuando una masa de aire se vuelve tan inestable que se vuelca o convoca violentamente. “Inestable” implica que el aire en las capas más bajas es extrañamente cálido y húmedo o que las capas superiores son extrañamente frías o muchas veces ambas.
en palabras sencillas ..
Cuando el aire más frío golpea el aire más caliente. La humedad en las nubes se enfría y cae en forma de lluvia o granizo. Esta humedad forma nubes y lluvia, mientras que el aire inestable que es relativamente cálido se eleva rápidamente y se eleva desde los frentes, la brisa marina o las montañas. Es producido por nubes cumulonimbus, generalmente con vientos racheados, lluvia intensa y, a veces, granizo.

En el gran esquema de las cosas, las tormentas sirven para restablecer un equilibrio estable en los lugares donde se dan las condiciones necesarias para producir una tormenta. Para hacer una tormenta eléctrica, debe tener (1) gran cantidad de vapor de agua (humedad) en el aire a niveles bajos, (2) un fuerte calentamiento por radiación solar para producir “inestabilidad” (la temperatura disminuye rápidamente con la altura) y (3) allí debe haber algún medio para elevar el aire desde niveles bajos hasta el punto donde la combinación de humedad e inestabilidad produce flotabilidad en el aire. La tormenta es un proceso que transporta el exceso de calor a niveles bajos (incluido el calor “latente” asociado con el vapor de agua) a niveles superiores en la atmósfera. Esto “consume” el vapor de agua disponible y reduce la diferencia de temperatura entre niveles bajos y niveles superiores. En otras palabras, las tormentas estabilizan la atmósfera localmente. Las tormentas eléctricas continúan hasta que la atmósfera se estabiliza por las tormentas.

Las tormentas eléctricas se producen por el rápido movimiento hacia arriba del aire cálido y húmedo, a veces a lo largo de un frente. A medida que el aire cálido y húmedo se mueve hacia arriba, se enfría, se condensa y forma una nube cumulonimbus que puede alcanzar alturas de más de 20 kilómetros (12 millas). A medida que el aire ascendente alcanza su temperatura de punto de rocío, el vapor de agua se condensa en gotas de agua o hielo, reduciendo la presión localmente dentro de la celda de la tormenta. Cualquier precipitación cae a larga distancia a través de las nubes hacia la superficie de la Tierra. Cuando las gotas caen, chocan con otras gotas y se hacen más grandes. Las gotas que caen crean una corriente descendente a medida que arrastra aire frío, y este aire frío se extiende hacia la superficie de la Tierra, causando ocasionalmente fuertes vientos que se asocian comúnmente con tormentas eléctricas.

Acabo de responder una pregunta muy similar a esto hace unos minutos, aquí está el enlace:

¿Qué causa que se desarrollen las tormentas de nieve?

Aquí hay una copia de esa respuesta:

La precipitación de cualquier tipo generalmente es causada por el enfriamiento de la atmósfera, permitiendo que el vapor de agua se condense y eventualmente precipite en forma de nieve. Hay tres causas principales de precipitación:

Orográfico

Esto ocurre principalmente alrededor de las cadenas montañosas, cerca de una gran fuente de aire cálido y húmedo (como un gran lago o un océano). A medida que el aire húmedo se sopla a lo largo del lado de la montaña, se eleva y, posteriormente, se enfría. El aire más frío retiene menos humedad, por lo que el vapor de agua en el aire se condensa en nubes visibles. Si la temperatura ambiente es lo suficientemente fría, las nubes precipitarán esta humedad como nieve. Este aire ahora ha perdido su humedad, por lo que continúa desde el pico de la montaña hasta el otro lado. Esta es la razón por la que las cadenas montañosas a menudo tienen condiciones más secas y desérticas en un lado.

Frontal

Una de las formas más comunes de precipitación. La atmósfera está formada por varias masas de aire de diferentes temperaturas y contenidos de humedad. A medida que las masas de aire se mueven, crean frentes cálidos o fríos, que marcan el frente de la masa de aire. Las masas de aire más calientes retienen más humedad, pero tienen una presión más baja. Al contrario de esto, las masas de aire más frías tienen una presión más alta. Dado que los fluidos siempre quieren igualar sus presiones, un frente frío generalmente superará a un frente cálido (la presión más alta se mueve para disminuir la presión). Este proceso se denomina oclusión y, a menudo, provoca la precipitación a medida que la masa de aire caliente se enfría cuando la masa de aire frío se fusiona con ella, condensando el vapor de agua y creando precipitación.

Esta imagen se llama GFA, y es una interpretación gráfica de las condiciones atmosféricas en un área determinada. Los pilotos lo usan para tener una idea general de cómo es el clima. Aquí, en el sur de Ontario, se puede ver un área de baja presión (la capital L) con dos frentes de oclusión. La línea azul es un frente frío, y girará en un movimiento en sentido contrario a las agujas del reloj para fusionarse con el frente cálido (línea roja) en unas pocas horas a unos pocos días.

Convectiva

Esta es una de las formas más violentas de precipitación. Cualquier fuente de calor (como el sol que calienta el suelo y, posteriormente, el aire sobre él) puede crear una pequeña bolsa de aire caliente. Este bolsillo puede no ser tan grande como un frente, pero puede crear una tormenta poderosa. Este bolsillo de aire cálido y húmedo se elevará rápidamente a altitudes extremadamente altas. Esta bolsa de aire se enfriará rápidamente, condensando el vapor de agua y creando una fuerte precipitación. La mayoría de las tormentas son el resultado de la precipitación convectiva.